JPH06102471B2 - キヤツプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は容器のキャップ、特に自動車両の燃料タンク用
キャップとして好適なキャップに関する。

［従来の技術］ このようなキャップには、主要部品として相互に係合し
合う二つの部品を有するものがある。一つは内側部材と
呼ぶことができ、これは容器の注入口にねじ嵌合する。
他方は外側部材と呼べ、使用者が手で操作できるように
なっていて、これにはまた、キーで操作されるロックが
取り付けられている。ロックにキーが差し込まれ、所定
方向に回されると外側部材が内側部材に係合し、外側部
材を回すことで内側部材も回るが、その状態からキーを
逆方向に回すと外側部材と内側部材の係合が外れ、外側
部材を回しても内側部材が回らないようになり、したが
ってその状態でキーを抜けば、不測に注入口が開けられ
ることのない、いわゆる“安全ロック”状態となる。

これに加えて、さらに望ましい機能として、外側部材に
印加される回転トルクの制御をも図った従来例もある。
すなわち、外側部材を回して内側部材を回すとき、特に
内側部材を容器注入口に対してねじ込むときには、ねじ
込みトルクが足りずに容器の封止が不十分になったり、
逆にねじ込みトルクが強過ぎて注入口を破損したりする
恐れがあるので、これを防ぐため、外側部材と内側部材
との間にトルク制御機構を設けるのである。このような
キャップの代表的一例は、例えば実公昭58−8694号公報
に認めることができる。

［発明が解決しようとする課題］ 確かに、当該公報開示の構成によれば、一応、回転トル
クの制御が可能であり、また、キーを抜いた後は外側部
材は空転し、キャップが開けられることはない。しか
し、そのようにするための機構部分が複雑に過ぎ、結果
として多数の部品を使わねばならず、高価で信頼性の乏
しいものになっていた。すなわち、当該公報開示のキャ
ップでは、むしろ主要部品は外側部材、内側部材の二つ
に留まらず、その間にラチエット機能の一方の歯を有す
る筒状部材を別個独立な部品として介在させねばならな
い。その結果また、この筒状部品に備えられているラチ
エット歯を内側部材に備えられている歯に常時係合させ
るための機械的な金属スプリングを必要とする外、キー
の操作に基づくロック機構を介し、外側部材の回転トル
クを選択的に当該筒状部材に伝達するために、半径方向
に引っ込んだり突出したりするロックプレートと、常時
はこのロックプレートを半径方向に突出する方向に付勢
する金属性のコイルスプリング等も必須とせねばならな
かった。

このように、従来提案されていたキャップは極めて構成
部品が多く、組立が複雑で結局は高価になり、信頼性も
乏しいものとなりがちであった。そこで本発明は、安全
ロックとトルク制御機構を有するキャップとして、上述
の公報開示のキャップに代表される従来例の欠点を解消
ないし緩和し、簡単な構成で組み立て容易、廉価かつ信
頼性の高いキャップを提供せんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的達成のため、キャップとして次の構成
要件群〜、 プラスチック製外側部材． 該外側部材内に回転可能に、かつ相対的に軸方向に
も動けるように収められ、容器注入口のねじ山にねじ嵌
合するプラスチック製内側部材． 上記外側部材の半径方向中央部分に一体に設けられ
た中空シャンク． 該中空シャンク内に回転可能に、ただし軸方向には
動けないように収められ、選択的に差し込まれるキーに
よって回し操作されるロック． 上記内側部材の半径方向中央部分に一体に設けら
れ、上記外側部材の上記中空シャンクを相対的に軸方向
に移動可能に収める盲筒シャンク． 上記盲筒シャンク内に回転可能に、ただし軸方向に
は移動不能に収められ、上記外側部材の上記中空シャン
クとねじ嵌合すると共に、上記ロックの回し操作に伴っ
て回転し、該回転により上記中空シャンクを相対的に軸
方向に動かすことで上記外側部材を上記内側部材に対し
相対的に軸方向に動かす制御部材． 上記外側部材と上記内側部材との互いに軸方向に向
かい合う部分にそれぞれ一対の鋸歯の一方宛が形成され
たリングギアであって、上記外側部材の上記相対的な軸
方向動範囲の一方の端部位置では該一対の鋸歯が互いに
係合し、他方の端部位置では該一対の鋸歯が互いに解離
すると共に、上記内側部材を上記注入口に対してねじ込
む方向に該外側部材を回転させるときには該一対の鋸歯
が互いに傾斜面で当接し合うリングギア． 上記内側部材に一体成形された可撓性部材であっ
て、上記外側部材に加えられる回転トルクが、上記一対
の鋸歯の上記傾斜面による上記当接を介し上記内側部材
に設けられている上記鋸歯を軸方向に押し離す力を生む
とき、該回転トルクが所定の値になるまでは該押し離し
力に抗し該内側部材に設けられている鋸歯を上記外側部
材に設けられている鋸歯に対して押し付けるように付勢
して該一対の鋸歯の上記係合を維持し、該回転トルクが
上記所定値を越えると該押し離し力に負けて軸方向に撓
み、上記外側部材の鋸歯が上記内側部材の鋸歯を軸方向
に押しのけながら周方向に動けるようにする可撓性部
材． を有することを特徴とする。

［実施例］ 第1,2図には本発明に従って構成された一実施例として
のキャップ１が示されている。このキャップ１は、車両
用燃料タンク（これ自体は図示しない）の注入口２に適
合するように作られたもので、半径方向中央部分に中空
シャンク４を有するプラスチック製のカップ形外側部材
３と、外側部材３の内部中空部内に回転可能に支持さ
れ、注入口２に切られているねじにねじ嵌合して容器内
を密封する雌ねじ付きのプラスチック製内側部材５を有
している。

外側部材３にはまた、キー（図示せず）の操作により、
後述するように外側部材３と内側部材５とを回転動に関
して選択的に一体化したり解離するためのロック６が設
けられる。ただし、ロック６やキー自体は公知のもので
ある。

外側部材３は、手で掴んで回すのに都合の良いように外
周にローレットが形成された円筒側壁７と、中空シャン
ク４の開口端にて当該中空シャンク４と一体化している
端壁８とを有している。中空シャンク４は、端壁８側の
開口端から挿入されたロック６を回転可能に収めている
が、中空シャンク４の内周に設けられている環状の溝10
内にクリック嵌合した（かちっという感じで嵌まり込む
ことで固定された）フック９により、ロック６は軸方向
には動けない。

内側部材５も、全体的な外形状としては外側部材３と同
様のカップ形をしているが、当該カップ形部分の内周面
には注入口２に嵌合するねじ山が切られ、外径サイズ的
には外側部材３の内側に緩く収容され得るように、外側
部材３の円筒側壁７の内径より外径が小さくなってい
る。

内側部材５はまた、その半径方向中央部分に、外側部材
３に一体的に形成されている中空シャンク４を回転可能
に、かつ軸方向にも相対的に動けるように収める盲筒シ
ャンク12を有している。

内側部材５は、上記のように外側部材３の中に収められ
るが、この組み立てはプラスチックという素材弾性を利
用したクリック嵌合によりなされ、外側部材３の開口部
周縁に設けられている係止部13を乗り越させるようにし
て内側部材５を一旦、外側部材３の中にかちっという感
じで収めると、収められた内側部材５は当該係止部13の
存在により、外側部材３から外れ出ることがない。

ただ、内側部材５は、収容された外側部材３内では当該
外側部材３に対し、相対的に軸方向にある程度は動くこ
とができ、例えば軸方向移動範囲の一端部位置である第
１図示の状態では内側部材５は係止部13に当接している
が、軸方向移動範囲の他端部位置である第２図示の状態
では、内側部材５は係止部13から離れ、外側部材３の端
壁８の内面に当接している。そして、外側部材３と内側
部材５とにあって互いに軸方向に当接し合う部分、すな
わちこの実施例では外側部材３の端壁８の内面周縁部と
これに当接する内側部材５の特定部分（後述するように
内側部材５と一体にプラスチック成形された可撓性部材
31）とには、外側部材３に印加される回転トルクが所定
値以上になったとき、当該所定値を越えて大きくなった
トルク分を内側部材５に伝達させないためのトルク制御
機構を形成するリングギア30として、互いに噛み合う一
対の鋸歯14,15の一方宛が形成されている。

もっとも、上記した外側部材３と内側部材５との軸方向
動は、これも上記のように相対的な問題であるので、注
入口２に対し内側部材５の方が軸方向動に関し固定とな
っている状態下では、実際には外側部材３の方が軸方向
動を起こす。そして、第１図示の位置と第２図示の位置
との間での内側部材５に対する外側部材３のこうした相
対的軸方向動は、既述のロック６を回転させるとこれと
一緒に回転する制御部材16により制御される。

すなわちまず、静的な構成から言えば、制御部材16はプ
ラスチック製で、その内周面に螺旋ねじ山18を有し、こ
の螺旋ねじ山18が、外側部材３の中空シャンク４の先端
部外周面に設けられている螺旋ねじ山19とねじ嵌合して
いる。一方、内側部材５に対しては、この制御部材16は
当該内側部材５の盲筒シャンク12内にあってその底20に
当接する位置にクリック嵌合し、かつ、一旦所定位置に
クリック嵌合すると、中空シャンク12の内周面に設けら
れている肩部21により、中空シャンク12に対し、最早軸
方向には動けない。この制御部材16も、全体的な外形状
としては好ましくはやはりカップ形の形状をなし、外側
部材３の中空シャンク４の先端部を受容するのに都合の
良い形状と大きさになっているが、さらにこの制御部材
16は、ロック６のスリット26内に嵌入するタグ25も有し
ていて、これによりロック６と動的に連結され、ロック
６が回ると制御部材16も回る。

このようになっているため、制御部材16が回ると、当該
制御部材16自体は内側部材５に対して既述のように軸方
向には動けないので、これとねじ嵌合した外側部材３の
方が当該ねじ嵌合を介し、相対的に内側部材５に対して
軸方向に動く。

こうしたことから結局、ロック６の回転が左右いずれに
なされるかにより、外側部材３の端壁８の内面周縁部に
設けられている鋸歯14と、内側部材５と一体成形された
可撓性部材31に設けられている鋸歯15とは、互いに係合
したり離れたりする。可撓性部材31は、図示断面では突
出した舌片状に見えるが、好ましくは内側部材５の開口
端33からラッパ状に突出するもので、内側部材５とプラ
スチック一体成形させる結果、当該プラスチックの持つ
素材としての弾性と、この可撓性部材31における厚みに
より、その剛性の程度（換言すれば弾性度）が決定され
る。そして、この剛性ないし弾性の大きさは、後述のよ
うにラチエット機構ないしトルク制御機構を形成する鋸
歯14,15間の係合維持力になり、これは結局、所定トル
ク値以上の回転トルクは外側部材３の方から内側部材５
に伝達させないときの当該所定トルク値の決定に関与す
る。

このように構成されている本実施例キャップ１の操作は
次の通りである。

第１図示のように、外側部材３の端壁８の内面周縁部に
設けられている鋸歯14が内側部材５の可撓性部材31に設
けられている鋸歯15に噛み合っている状態では、これら
鋸歯14,15は言わばリングギア30を構成するので、外側
部材３に対し内側部材５は動的に一体化される。つま
り、使用者は円筒側壁７を掴み、外側部材３を手で回す
ことで内側部材５を回すことができ、その結果、全体と
してのキャップ１を注入口２にねじ込んだり、逆に回し
て注入口２から取り外したりすることができる。

そして、特にねじ込みの際には、第１図中に拡大して示
してあるように、ねじ込み方向の力の伝達がリングギア
30において鋸歯14,15の互いの傾斜面の当接によって行
なわれるようになっているので、先に述べた可撓性部材
31の存在もあって適切に回転トルクを制御でき、必要以
上の大きさの回転トルクで内側部材５が注入口２に食い
付き、場合によっては破損してしまうような恐れを未然
に防ぐことができる。詳しくはこれは、以下のように説
明できる。

上記した第１図中の拡大部分は周方向に見た断面図であ
って、キャップ１をねじ込むときには、外側部材側の鋸
歯14は図中で左側に移行しようとし、内側部材５が未だ
完全に注入口２にねじ込まれていないときには、これに
連れて内側部材５の方の鋸歯15も鋸歯14との傾斜面での
当接を介して周方向に押されて動き、これにより内側部
材５も外側部材３と同方向に回転して注入口２のねじに
対し、深く嵌合して行く。

しかし、注入口２に対する内側部材５のねじ込みが略ゞ
完了し、最早これ以上に大きな回転トルクが加えられる
と破損その他、不都合な問題が生ずるようになったのに
もかかわらず、さらに無理やり、そのような大きな回転
トルクが外側部材３に印加されると、この力が鋸歯14を
介して内側部材側の鋸歯15を周方向に押そうとしたと
き、それらの互いの当接面が傾斜面となっているので、
当該回転トルクは鋸歯15を周方向に押す力に加えて、当
該鋸歯15を担っている可撓性部材31を軸方向に（図中で
言えば右方向に向けて）押し離す力をも生ずる。

換言すれば、それまではこのような押し離し力に抗し、
可撓性部材31は鋸歯15を鋸歯14に向けて押し付けるに十
分な付勢力を呈していたのであるが、回転トルクの増大
に連れてこの押し離し力が増して行き、可撓性部材31の
持っている付勢力がそうした押し離し力に負けると、可
撓性部材31が軸方向に撓むのである。したがって、こう
した状態下では、外側部材側の鋸歯14の一つ一つは、内
側部材側の鋸歯15の一つ一つをその都度軸方向に押しの
けるようにしながらカチカチと乗り越えて行く状態にな
り、結果として外側部材３は内側部材５に対し、滑りな
がら回転するようになって、もって大き過ぎる回転トル
クの吸収がなされる。そして、このような状態になるべ
き所定トルク値は、既述のように、可撓性部材31の厚み
を含む幾何的寸法や、用いたプラスチック材の素材弾性
の如何により、設計段階で決定することができる。

このようにして、キャップ１を一旦、注入口２に対し完
全にねじ込んでしまうと、外側部材３と内側部材５とが
滑るので、それ以上きつくキャップがねじ込まれるのが
防止でき、一方、外側部材３と内側部材５がまだ滑らな
いということは、キャップ１をさらにねじ込まなければ
ならないということを使用者に知らしめることになる。

一旦、キャップ１を正しくねじ込んだ後は、ロック６に
差し込んだキー（図示せず）を所定方向に回す。する
と、ロックを回す力はスリット26とタグ25との係合関係
を介して制御部材16に与えられ、当該制御部材16の回転
で外側部材３の中空シャンク４はねじ出されて少し浮き
上がり（図中、左手方向への軸方向動を生じ）、これに
より外側部材３は内側部材５に対して軸方向に移動して
第１図示の位置となり、リングギア30を構成する一対の
鋸歯14,15は解離状態になる。したがって、こうなれば
最早、外側部材３を回転させてもそれは空転となり、内
側部材５は回らないので、ロック６からキーを抜けば、
キャップ１の盗難、ひいては図示しない燃料タンク内の
燃料の盗難が防止される。

再度、キーを保持する者がキャップ１を外すときには、
キーをロック６に差し込んで上記とは逆方向に回転さ
せ、鋸歯14,15を互いに噛み合わせてから外側部材３を
上記とは逆方向に回す。なお、このキャップ１を開ける
方向の外側部材回転時には、鋸歯14,15の互いの切り立
った面相互の当接係合が当該回転トルクの伝達を行な
う。

以上、本発明の好ましい一実施例につき詳記したが、本
願要旨構成を外れない限り、任意の改変は自由である。

［発明の効果］ 本発明によるキャップは、既述した従来例と比しても明
らかに有利である。プラスチック材の持つ任意形状の一
体成形容易性や素材弾性を最大限に利用しながらラチエ
ット機構（トルク制御機構）によるトルク制御を行な
い、かつ当該ラチエット機構の選択的な係合、解離を外
側部材の相対的な軸方向動によりなすようにしたので、
部品点数の大いなる削減に成功し、かつ、金属スプリン
グのような信頼性が乏しく、組み立ても厄介な小物部品
を扱わなくても済む。そのため、製品コストを低廉に抑
えながらも信頼性の高いキャップを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例としてのキャップの外側部材が
第一の位置にあるときの要部断面図， 第２図は同じく本発明一実施例としてのキャップの外側
部材が第二の位置にあるときの断面図， である。 図中、２は注入口,3は外側部材,4は中空シャンク,5は内
側部材,6はロック,7は円筒側壁,8は端壁,12は盲筒シャ
ンク,13は係止部,14は外側部材側の鋸歯,15は内側部材
側の鋸歯,16は制御部材,18,19は螺旋ねじ山,21は係止
部,22は中空シャンクの先端部,25はタグ,26はスリット,
30はリングギア,31は可撓性部材，である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラスチック製外側部材と； 該外側部材内に回転可能に、かつ相対的に軸方向にも動
   けるように収められ、容器注入口のねじ山にねじ嵌合す
   るプラスチック製内側部材と； 上記外側部材の半径方向中央部分に一体に設けられた中
   空シャンクと； 該中空シャンク内に回転可能に、ただし軸方向には動け
   ないように収められ、選択的に差し込まれるキーによっ
   て回し操作されるロックと； 上記内側部材の半径方向中央部分に一体に設けられ、上
   記外側部材の上記中空シャンクを相対的に軸方向に移動
   可能に収める盲筒シャンクと； 上記盲筒シャンク内に回転可能に、ただし軸方向には移
   動不能に収められ、上記外側部材の上記中空シャンクと
   ねじ嵌合すると共に、上記ロックの回し操作に伴って回
   転し、該回転により上記中空シャンクを相対的に軸方向
   に動かすことで上記外側部材を上記内側部材に対し相対
   的に軸方向に動かす制御部材と； 上記外側部材と上記内側部材との互いに軸方向に向かい
   合う部分にそれぞれ一対の鋸歯の一方宛が形成されたリ
   ングギアであって、上記外側部材の上記相対的な軸方向
   動範囲の一方の端部位置では該一対の鋸歯が互いに係合
   し、他方の端部位置では該一対の鋸歯が互いに解離する
   と共に、上記内側部材を上記注入口に対してねじ込む方
   向に該外側部材を回転させるときには該一対の鋸歯が互
   いに傾斜面で当接し合うリングギアと； 上記内側部材に一体成形された可撓性部材であって、上
   記外側部材に加えられる回転トルクが、上記一対の鋸歯
   の上記傾斜面による上記当接を介し上記内側部材に設け
   られている上記鋸歯を軸方向に押し離す力を生むとき、
   該回転トルクが所定の値になるまでは該押し離し力に抗
   し該内側部材に設けられている鋸歯を上記外側部材に設
   けられている鋸歯に対して押し付けるように付勢して該
   一対の鋸歯の上記係合を維持し、該回転トルクが上記所
   定値を越えると該押し離し力に負けて軸方向に撓み、上
   記外側部材の鋸歯が上記内側部材の鋸歯を軸方向に押し
   のけながら周方向に動けるようにする可撓性部材と； を有することを特徴とするキャップ。